WO2013068452A2 - Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung einer sensoranordnung - Google Patents

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WO2013068452A2
WO2013068452A2 PCT/EP2012/072119 EP2012072119W WO2013068452A2 WO 2013068452 A2 WO2013068452 A2 WO 2013068452A2 EP 2012072119 W EP2012072119 W EP 2012072119W WO 2013068452 A2 WO2013068452 A2 WO 2013068452A2
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Holger Behrens
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G01L25/003—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency for measuring torque

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for calibrating a sensor arrangement comprising a steering angle sensor.
  • Steering units with power steering allow a reduction in the driver applied by the actuating force on the steering unit of a vehicle.
  • steering booster typically mounted on or on a steering shaft sensor assemblies are used to determine a steering angle and possibly a torque acting on the steering shaft.
  • the rotational angle and torque values determined by such a sensor are processed in an associated control unit, which then provides a corresponding control signal to a motor of the power steering amplifier.
  • This motor can, according to a desired, optionally speed-dependent gain factor, generate an additional torque, whereby the handling of the steering for a driver or user is made easier.
  • sensors and control units are installed independently of each other in the steering.
  • the sensors are also calibrated independently of the control unit.
  • a test stand is necessary which applies a calibration rotation angle and a calibration torque and these by means of a reference rotation angle sensor and a reference torque sensor and to be calibrated
  • Steering or rotation angle sensor and torque sensor measures as input variables.
  • both sensors must be connected to a computer of the test stand, which uses the measured values of the sensors to obtain calibration parameters. averages, and these in the calibrated angle of rotation sensor and torque sensor, such as the EEPROM of the sensor, programmed.
  • the control unit and reference sensors must be released from the test stand and the control unit and the now calibrated sensor arrangement connected to one another via a cable.
  • a sensor arrangement for determining a torque or a differential angle which has at least one sensor element, the magnetic field information, in particular based on the rotation of at least one Fluxrings against a Magnetpolrad as a measure of the torque and / or detects the difference angle, wherein the sensor element comprises an integrated circuit, which converts magnetic field information into a corresponding digital information, which is transmitted via a digital transmission protocol to a control unit.
  • the object of the invention is to provide a simple and inexpensive possibility for a calibration of a sensor arrangement which comprises a rotation angle sensor.
  • This sensor arrangement may comprise a rotation angle sensor and a torque sensor.
  • the steering shaft is rotated and a reference steering angle signal is measured.
  • the sensor arrangement also comprises a torque sensor in addition to the steering angle sensor, then the same device can be used to calibrate the torque sensor.
  • At least one calibration value or a compensation value is calculated externally or in the control unit. Calibration data or values can be stored in the sensor arrangement, be stored in the steering angle sensor and / or the torque sensor. It can also be done saving in the control unit, as this already calculates the data. The controller then performs the compensation calculations instead.
  • the calibration step to be performed during production is significantly simplified compared to the prior art, since z. B. cycle time reductions can be realized. Overall, this leads to a cost reduction in production.
  • Test benches i. Equipment for measuring and torque conditioning can be completely eliminated, which can also reduce the cost of a production plant to be provided.
  • the at least one calibration value which is calculated by the control unit, is programmed into the rotational angle sensor and torque sensor to be calibrated, in particular into an EEPROM of the rotational angle sensor and / or torque sensor.
  • an EEPROM By providing such an EEPROM, a reasonable distribution of computing capacity between the sensor arrangement, namely rotational angle and possibly torque sensor, and control device can be achieved.
  • Calibration values can also be stored in the control unit.
  • a characteristic of the rotation angle sensor and / or torque sensor is determined by repeating the process at different, applied by means of the motor calibration rotation angle and torques. Such a determined characteristic curve is expediently likewise programmed into the sensor arrangement, in particular its EEPROM.
  • magnetic sensors are used as sensors to be calibrated and reference sensors. Such magnetic sensors work precisely and prove to be robust in practice.
  • Figure 1 is a simplified schematic illustration for explaining a method for calibrating a torque sensor according to the prior art
  • Figure 2 is an analogous schematic representation illustrating a device for calibrating a torque sensor.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the device for calibrating a sensor arrangement.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the device for calibrating a sensor arrangement.
  • a steering shaft 100 and a torque sensor 110 provided on the shaft 100 are shown as components of a steering unit together with a steering wheel 120 (shown schematically).
  • the steering shaft 100 is introduced with the torque sensor 110 thereon into a test bench 150.
  • a means 152 for blocking the steering for providing a counter torque when the steering shaft is acted upon by a calibration torque a reference torque sensor 155 which is applied to the steering shaft 100 in the vicinity of the torque sensor 110 to be calibrated, and a motor 160, by means of which the calibration torque can be applied to the steering shaft 100.
  • the engine 160 is part of the test bench 150.
  • the test stand 150 also has an electronics 165 for calibrating the torque sensor 110.
  • the motor 160 applies a calibration torque signal to the steering shaft 100.
  • the measured here reference torque of the reference torque sensor 155 and the measured torque signal of the torque sensor 110 are transmitted via corresponding lines 155a and 110a to the electronics 165 of the test bench 150.
  • a calibration of the torque sensor 110 takes place in the electronics 165.
  • the electronics expediently calculate a complete characteristic curve of the torque sensor 1 10th
  • the steering shaft 100 must be removed from the test bench 150.
  • the reference torque sensor 155 and the motor 160 which only borrowed for applying the calibration torques must from the steering shaft
  • FIG. 2 shows a diagram for illustrating a method for calibrating a torque sensor.
  • a steering unit is designated here in total with 20.
  • a steering system 230 which applies to wheels 232, a control unit 265, and a motor 270 of the steering unit 20 are illustrated.
  • Control unit 265 and motor 270 which as mentioned are components of the power steering unit 240 of the steering unit 20, are, as will now be explained, additionally usable for their actual function in the context of the calibration of the torque sensor 210:
  • a device 252 for blocking the steering shaft is applied to it, analogously to the prior art. Further, again analogous to the prior art, in the vicinity of the torque sensor 210 to be calibrated, a reference torque sensor 255 is applied.
  • a line 210a the torque sensor 210 and the control unit 265 are connected to each other. This line 210a is used both for the calibration and as part of the later normal functionality of the steering unit, so it does not have to be disconnected after the calibration.
  • the line 210a is used to transfer data between the torque sensor 210 and the control unit 265, in particular of measured values or torque signals to the control unit 265 detected by the torque sensor 210, and of programming commands from the control unit 265 to the torque sensor 210.
  • Another line 255a connects the reference
  • Torque sensor 255 and the controller 265. This line 255a is after calibration, as further explained below, together with the reference torque sensor 255 and the steering blocking device 252, are removed from the steering unit 20.
  • a calibration torque is, in contrast to the prior art, applied by means of the motor 270 of the steering unit to the steering shaft.
  • the reference torque sensor 255 Upon application of a calibration torque to the steering shaft 200 while blocking the steering shaft by means 252, the reference torque sensor 255 transmits a torque signal or measurement via the line 255a to the controller 265. Similarly, the torque sensor 210 to be calibrated transmits a torque signal or a measured value to the control unit 265. By means of comparison of these measured values, a calibration of the torque sensor 210 to be calibrated can be carried out. This comparison is expediently carried out for different calibration torques, so that overall a characteristic of the torque sensor 210 can be provided as part of the calibration.
  • Magnetic sensors are preferably used as torque sensors in which upon rotation of a torsion bar connected to the steering shaft, an angular difference between a magnetic pole wheel and Fluxringen arises.
  • a torque is applied over a range corresponding to the hysteresis curve of such a magnetic sensor element, for example from -8 Nm to +8 Nm back to -8 nos.
  • the controller 265 is then able to extract from the signal of the reference Torque sensor 255 and the calibrated sensor 210 to calculate the characteristic of the torque sensor 210 to be calibrated, and thus to calibrate the torque sensor 210.
  • the characteristic curve is preferably programmed into an EEPROM of the sensor 210. According to the invention can thus be completely dispensed with extensive calibration facilities, such as test benches. After performing the calibration, as already mentioned, the line 255a, the reference torque sensor 255 and the means for blocking the steering shaft 252 can be easily removed from the steering unit 20. Controller 265 and motor 270 remain in the steering unit 20.
  • the reference torque sensor 255 and / or torque sensor 210 can transmit their respective measured values or signals, for example via a CAN interface.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the device for carrying out the method, which is designated overall by the reference numeral 300.
  • the illustration shows a steering 302 on a final test bench, for which purpose a test bench computer 304 is provided. Furthermore, the illustration shows a control unit 306, a reference sensor 308 (a reference sensor may be provided for the steering angle and torque) for steering angle and torque, a steering angle sensor 312, a torque sensor 314 and a steering shaft 316.
  • An arrow 318 illustrates the rotation of the steering shaft 316 Cables 320 for connecting the components are also provided.
  • the steering angle sensor 312 and the torque sensor 314 are not individually calibrated.
  • the controller 306 processes the calibration information. It only needs a connection between the test computer 304 and the control unit 306 are plugged. For this purpose, a CAN bus can be used.
  • FIG. 4 shows the calibration in the control unit. Again, a device 350 for carrying out the method is shown.
  • the illustration shows a control unit 352, which is to be connected via a CAN bus 354.
  • a steering shaft 356 On a steering shaft 356, a steering angle sensor 358 and a torque sensor 359 are arranged.
  • a memory 360 is now provided in the control unit 352. In this case, all calibration data are stored in the memory 360 of the control unit 352.
  • a respective memory 370 or 372 in the steering angle sensor 358 and torque sensor 359 is provided. In this case, the sensors 358 and 359 are individually calibrated by the controller 352.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Sensoranordnung, die einen Lenkwinkelsensor (312) umfasst, vorgestellt. Dieses Verfahren wird mit Hilfe eines Steuergeräts (306) durchgeführt.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung einer Sensoranordnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer Sensoranordnung, die einen Lenkwinkelsensor umfasst.
Stand der Technik
Lenkeinheiten mit Lenkkraftverstärker (auch Servolenkung genannt) ermöglichen eine Verringerung der vom Fahrer aufzubringenden Betätigungskraft an der Lenkeinheit eines Fahrzeugs. Im Rahmen derartiger Lenkkraftverstärker werden typischerweise auf oder an eine Lenkwelle angebrachte Sensoranordnungen zur Ermittlung eines Lenkwinkels und ggf. eines an der Lenkwelle angreifenden Drehmoments verwendet. Die von einem derartigen Sensor ermittelten Drehwinkel und Drehmomentwerte werden in einem zugeordneten Steuergerät bearbeitet, das dann einem Motor des Lenkkraftverstärkers ein entsprechendes Steuersignal zur Verfügung gestellt. Dieser Motor kann, entsprechend einem gewünschten, gegebenenfalls geschwindigkeitsabhängigen Verstärkungsfaktor, ein zusätzliches Drehmoment erzeugen, wodurch die Handhabung der Lenkung für einen Fahrer bzw. Benutzer insgesamt erleichtert ist.
Gemäß dem Stand der Technik werden Sensoren und Steuergeräte unabhängig voneinander in die Lenkung eingebaut. Die Sensoren werden auch unabhängig vom Steuergerät kalibriert. Zur Kalibrierung der Sensoren ist gemäß dem Stand der Technik ein Prüfstand notwendig, der ein Kalibrierdrehwinkel und ein Kalibrierdrehmoment aufbringt und diese mittels eines Referenzdrehwinkelsensors und eines Referenz-Drehmomentsensors und des zu kalibrierenden
Lenk- bzw. Drehwinkelsensors und Drehmomentsensors als Eingangsgrößen misst. Zusätzlich müssen beide Sensoren mit einem Rechner des Prüfstands verbunden sein, der aus den Messwerten der Sensoren Kalibrier-Parameter er- mittelt, und diese in den zu kalibrierenden Drehwinkelsensor und Drehmomentsensor, beispielsweise das EEPROM des Sensors, einprogrammiert. Nach einer derartigen Kalibrierung müssen Steuergerät und Referenzsensoren vom Prüfstand gelöst und das Steuergerät und die nun kalibrierte Sensoranordnung über ein Kabel miteinander verbunden werden.
Aus der Druckschrift DE 10 2007 028 481 A1 ist eine Sensoranordnung zur Ermittlung eines Drehmoments oder eines Differenzwinkels bekannt, die zumindest ein Sensorelement aufweist, das eine Magnetfeldinformation, insbesondere ba- sierend auf der Verdrehung zumindest eines Fluxrings gegenüber einem Magnetpolrad, als Maß für das Drehmoment und/oder den Differenzwinkel erfasst, wobei das Sensorelement eine integrierte Schaltung aufweist, die Magnetfeldinformationen in eine entsprechende digitale Information umsetzt, die über ein digitales Übertragungsprotokoll an ein Steuergerät übertragen wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer einfachen und preiswerten Möglichkeit für eine Kalibrierung einer Sensoranordnung, die einen Drehwinkel- sensor umfasst. Diese Sensoranordnung kann einen Drehwinkelsensor und einen Drehmomentsensor umfassen.
Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Kalibrierung einer Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Für die Kalibrierung des Lenkwinkelsensors mit einem Steuergerät, d.h. unter
Einbeziehung eines Steuergeräts, wird die Lenkwelle gedreht und ein Referenzlenkwinkelsignal gemessen. Umfasst die Sensoranordnung neben dem Lenkwinkelsensor auch einen Drehmomentsensor, so kann zur Kalibrierung des Drehmomentsensors dieselbe Vorrichtung verwendet werden. Die Berechnung we- nigstens eines Kalibrierwerts bzw. eines Kompensationswerts erfolgt extern oder im Steuergerät. Kalibrierdaten bzw. -werte können in der Sensoranordnung, so- mit im Lenkwinkelsensor und/oder dem Drehmomentsensor, gespeichert werden. Es kann auch ein Speichern im Steuergerät erfolgen, da dieses die Daten bereits berechnet. Das Steuergerät führt dann anstelle dessen die Kompensationsberechnungen durchführen.
Es kann somit eine Kalibrierung eines Drehwinkelsensors und/oder eines Drehmomentsensors einer Lenkeinheit ohne Prüfstand durchgeführt werden. Funktionen, die herkömmlicherweise der Prüfstandrechner erfüllte, übernimmt nun erfindungsgemäß das Steuergerät der Lenkeinheit. Ferner kann der Referenzdreh- winkel und das Referenzdrehmoment durch den Motor der Lenkeinheit aufgebracht werden.
Der während der Fertigung durchzuführende Kalibrierschritt ist gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfacht, da z. B. Taktzeitreduktionen realisiert werden können. Insgesamt führt dies zu einer Kostenreduktion in der Fertigung. Prüfstände, d.h. Anlagen für das Messen und zur Drehmomentaufbereitung, können vollständig entfallen, wodurch auch die Kosten für eine bereitzustellende Fertigungsanlage reduziert werden können.
Auch ergeben sich Handhabungsvorteile bei der Kalibrierung. So muss die Verbindung zwischen dem zu kalibrierenden Drehwinkelsensor und Drehmomentsensor sowie dem Steuergerät der Lenkeinheit nur einmal gesteckt werden. Es ist nach der Kalibrierung keinerlei Umstecken zwischen einem Prüfstand und dem Steuergerät notwendig. Dies führt ebenfalls zu Taktzeitreduktionen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer Ausführung wird der wenigstens eine Kalibrierungswert, der von dem Steuergerät berechnet wird, in den zu kalibrierenden Drehwinkelsensor und Drehmomentsensor, insbesondere in ein EEPROM des Drehwinkelsensors und/oder Drehmomentsensors, einprogrammiert. Durch Vorsehen eines derartigen EEPROMs ist eine sinnvolle Verteilung von Rechenkapazität zwischen Sensoranordnung, nämlich Drehwinkel- und ggf. Drehmomentsensor, und Steuergerät erzielbar. Kalibrierwerte können auch im Steuergerät abgespeichert werden. Zweckmäßigerweise wird durch Wiederholung des Verfahrens bei unterschiedlichen, mittels des Motors aufgebrachten Kalibrier-Drehwinkel und Drehmomenten, eine Kennlinie des Drehwinkelsensors und/oder Drehmomentsensors ermittelt. Eine derart ermittelte Kennlinie wird zweckmäßigerweise ebenfalls in der Sensoranordnung, insbesondere dessen EEPROM, einprogrammiert.
Es ist bevorzugt, das erfindungsgemäße Verfahren in ein bestehendes Prüfungssystem als Bestandteil einer Fertigungsanlage für eine Lenkeinheit zu integrieren, wodurch Bereitstellungs- und Handhabungskosten im Zusammenhang mit einem Prüfungssystem vermindert werden können. Hierdurch ist der gesamte Prüfzyklus, der herkömmlicherweise auch die Kalibrierung des Drehmomentsensors an einem externen Prüfstand umfasste, vereinfacht.
Zweckmäßigerweise werden magnetische Sensoren als zu kalibrierende Sensoren und Referenzsensoren verwendet. Derartige magnetische Sensoren arbeiten präzise und erweisen sich in der Praxis als robust.
Zeichnung
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. In dieser zeigt
Figur 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Kalibrierung eines Drehmomentsensors gemäß dem Stand der Technik, und
Figur 2 eine analoge schematische Darstellung zur Darstellung einer Vorrichtung zum Kalibrieren eines Drehmomentsensors.
Figur 3 zeigt eine Ausführung der Vorrichtung zur Kalibrierung einer Sensoranordnung.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführung der Vorrichtung zur Kalibrierung einer Sensoranordnung. In Figur 1 sind als Komponenten einer Lenkeinheit lediglich eine Lenkwelle 100 und ein an der Welle 100 vorgesehener Drehmomentsensor 1 10 zusammen mit einem (schematisch dargestellten) Lenkrad 120 gezeigt.
Zur Kalibrierung des Drehmomentsensors 110 wird die Lenkwelle 100 mit dem darauf befindlichen Drehmomentsensor 110 in einen Prüfstand 150 eingebracht.
Ferner vorgesehen sind eine Einrichtung 152 zum Blockieren der Lenkung zur Bereitstellung eines Gegenmoments bei Beaufschlagung der Lenkwelle mit einem Kalibrier-Drehmoment, ein Referenz-Drehmomentsensor 155, der in der Umgebung des zu kalibrierenden Drehmomentsensors 1 10 auf die Lenkwelle 100 aufgebracht wird, sowie ein Motor 160, mittels dessen das Kalibrier- Drehmoment auf die Lenkwelle 100 aufbringbar ist. Der Motor 160 ist Teil des Prüfstands 150.
Der Prüfstand 150 weist ferner eine Elektronik 165 zur Kalibrierung des Drehmomentsensors 1 10 auf.
Bei gleichzeitiger Blockierung durch die Einrichtung 152 bringt der Motor 160 ein Kalibrier-Drehmomentsignal auf die Lenkwelle 100 auf. Das hierbei gemessene Referenz-Drehmoment des Referenz-Drehmomentsensors 155 sowie das gemessene Drehmomentsignal des Drehmomentsensors 110 werden über entsprechende Leitungen 155a bzw. 110a an die Elektronik 165 des Prüfstands 150 übertragen.
Derartige Messungen werden für verschiedene mittels des Motors 160 aufgebrachte Kalibrier-Drehmomente durchgeführt.
Anhand von Vergleichen zwischen den gemessenen Drehmomenten bzw. Drehmomentsignalen, wie sie durch den Referenz-Drehmomentsensor 155 und den zu kalibrierenden Drehmomentsensor 1 10 bereitgestellt werden, erfolgt in der Elektronik 165 eine Kalibrierung des Drehmomentsensors 110. Zweckmäßigerweise berechnet die Elektronik eine komplette Kennlinie des Drehmomentsensors 1 10. Nach Beendigung der Kalibrierung muss die Lenkwelle 100 aus dem Prüfstand 150 entfernt werden. Insbesondere ist es erforderlich, die Verbindung 1 10a zwischen Drehmomentsensor 1 10 und Prüfstand 150 zu entfernen. Hierbei müssen auch der Referenz-Drehmomentsensor 155 sowie der Motor 160, welcher ledig- lieh zur Aufbringung der Kalibrierungs-Drehmomente dient, von der Lenkwelle
1 10 entfernt werden.
In Figur 2 ist ein Schaubild zur Darstellung eines Verfahrens zur Kalibrierung eines Drehmomentsensors dargestellt.
Eine Lenkeinheit ist hier insgesamt mit 20 bezeichnet. Zusätzlich zu den Komponenten Lenkwelle 200, Drehmomentsensor 210 und Lenkrad 220, welche bereits unter Bezugnahme auf Figur 1 bezüglich des Stands der Technik erwähnt wurden, sind eine Lenkung 230, welche Räder 232 beaufschlagt, ein Steuergerät 265 und ein Motor 270 der Lenkeinheit 20 dargestellt. Steuergerät 265 und Motor
270 bilden zusammen einen Lenkkraftverstärker 240 der Lenkeinheit 20.
Steuergerät 265 und Motor 270, welche wie erwähnt Komponenten des Lenkkraftverstärkers 240 der Lenkeinheit 20 sind, sind, wie nun erläutert wird, zusätz- lieh zu ihrer eigentlichen Funktion auch im Rahmen der Kalibrierung des Drehmomentsensors 210 einsetzbar:
Zur Kalibrierung des Drehmomentsensors 210 wird, analog zum Stand der Technik, eine Einrichtung 252 zum Blockieren der Lenkwelle auf diese aufgebracht. Ferner wird, wiederum analog zum Stand der Technik, in der Nähe des zu kalibrierenden Drehmomentsensors 210 ein Referenz-Drehmomentsensor 255 aufgebracht. Mittels einer Leitung 210a werden der Drehmomentsensor 210 und das Steuergerät 265 miteinander verbunden. Diese Leitung 210a wird sowohl für die Kalibrierung verwendet, als auch im Rahmen der späteres normalen Funktionali- tät der Lenkeinheit, muss also nach der Kalibrierung nicht abgesteckt werden.
Die Leitung 210a dient zur Übertragung von Daten zwischen Drehmomentsensor 210 und Steuergerät 265, insbesondere von mittels des Drehmomentsensors 210 erfassten Messwerten bzw. Drehmomentsignalen an das Steuergerät 265, sowie von Programmierbefehlen von dem Steuergerät 265 an den Drehmoment- sensor 210. Eine weitere Leitung 255a verbindet den Referenz-
Drehmomentsensor 255 und das Steuergerät 265. Diese Leitung 255a wird nach der Kalibrierung, wie unten weiter erläutert, zusammen mit dem Referenz- Drehmomentsensor 255 und der Einrichtung 252 zum Blockieren der Lenkung von der Lenkeinheit 20 entfernt. Ein Kalibrier-Drehmoment wird, im Gegensatz zum Stand der Technik, mittels des Motors 270 der Lenkeinheit auf die Lenkwelle aufgebracht.
Bei Aufbringung eines Kalibrier-Drehmoments auf die Lenkwelle 200 bei gleichzeitigem Blockieren der Lenkwelle mittels Einrichtung 252 überträgt der Referenz-Drehmomentsensor 255 ein Drehmomentsignal bzw. einen Messwert über die Leitung 255a an das Steuergerät 265. In analoger Weise überträgt der zu kalibrierende Drehmomentsensor 210 ein Drehmomentsignal bzw. einen Messwert an das Steuergerät 265. Mittels Vergleichs dieser Messwerte ist eine Kalibrierung des zu kalibrierenden Drehmomentsensors 210 durchführbar. Zweckmäßigerweise wird dieser Vergleich für unterschiedliche Kalibrier-Drehmomente durchge- führt, so dass insgesamt eine Kennlinie des Drehmomentsensors 210 im Rahmen der Kalibrierung bereitstellbar ist.
Bevorzugt werden als Drehmomentsensoren magnetische Sensoren verwendet, bei denen bei Verdrehung eines mit der Lenkwelle verbundenen Torsionsstabs eine Winkeldifferenz zwischen einem Magnetpolrad und Fluxringen entsteht.
Durch diese Winkeldifferenz wird eine magnetische Feldstärkenänderung im Bereich des Sensorelements erzeugt, welche in ein vom Drehmoment abhängiges elektrisches Signal umgewandelt werden kann. (Bemerkung: Passage ist für Erfindung nicht relevant)
Zweckmäßigerweise wird mittels des Motors 270 ein Drehmoment über einen Bereich entsprechend der Hysteresekurve eines derartigen magnetischen Sensorelements aufgebracht, beispielsweise von -8 Nm bis +8 Nm zurück zu -8 Nrn. Das Steuergerät 265 ist dann in der Lage, aus dem Signal des Referenz- Drehmomentsensors 255 und des zu kalibrierenden Sensors 210 die Kennlinie des zu kalibrierenden Drehmomentsensors 210 zu errechnen, und somit den Drehmomentsensor 210 zu kalibrieren. Die Kennlinie wird bevorzugt in ein EEPROM des Sensors 210 einprogrammiert. Erfindungsgemäß kann somit auf umfangreiche Kalibriereinrichtungen, wie beispielsweise Prüfstände, vollständig verzichtet werden. Nach Durchführung der Kalibrierung können, wie bereits erwähnt, die Leitung 255a, der Referenz-Drehmomentsensor 255 und die Einrichtung 252 zum Blockieren der Lenkwelle in einfacher Weise von der Lenkeinheit 20 entfernt werden. Steuergerät 265 und Motor 270 verbleiben in der Lenkeinheit 20.
Der Referenz-Drehmomentsensor 255 und/oder Drehmomentsensor 210 können ihre jeweiligen Messwerte bzw. Signale beispielsweise über eine CAN- Schnittstelle übertragen.
In Figur 3 ist eine Ausführung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, die insgesamt mit der Bezugsziffer 300 versehen ist. Die Darstellung zeigt eine Lenkung 302 auf einem Schlussprüfstand, wozu ein Prüfstandsrechner 304 vorgesehen ist. Weiterhin zeigt die Darstellung ein Steuergerät 306, einen Referenzsensor 308 (Es kann für Lenkwinkel und Drehmoment jeweils ein Referenzsensor vorgesehen sein) für Lenkwinkel und Drehmoment, einen Lenkwinkelsensor 312, einen Drehmomentsensor 314 und eine Lenkwelle 316. Ein Pfeil 318 verdeutlicht die Rotation der Lenkwelle 316. Kabel 320 zum Verbinden der Komponenten sind ebenfalls vorgesehen.
Bei der gezeigten Ausführung werden der Lenkwinkelsensor 312 und der Drehmomentsensor 314 nicht einzeln kalibriert. Das Steuergerät 306 verarbeitet die Kalibrierungsinformationen. Es muss lediglich eine Verbindung zwischen dem Prüfrechner 304 und dem Steuergerät 306 gesteckt werden. Hierzu kann ein CAN-Bus verwendet werden.
Figur 4 zeigt die Kalibrierung im Steuergerät. Wiederum ist eine Vorrichtung 350 zur Durchführung des Verfahrens wiedergegeben. Die Darstellung zeigt ein Steuergerät 352, das über einen CAN-Bus 354 anzuschließen ist. An einer Lenkwelle 356 sind ein Lenkwinkelsensor 358 und ein Drehmomentsensor 359 angeordnet.
In einer Ausführung ist nunmehr ein Speicher 360 im Steuergerät 352 vorgesehen. In diesem Fall werden alle Kalibrierdaten im Speicher 360 des Steuergeräts 352 abgelegt. In einer anderen Ausführung ist jeweils ein Speicher 370 bzw. 372 im Lenkwinkelsensor 358 und Drehmomentsensor 359 vorgesehen. In diesem Fall werden die Sensoren 358 und 359 durch das Steuergerät 352 einzeln kalibriert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Kalibrierung einer Sensoranordnung, die einen Lenkwinkelsensor (312, 358) umfasst, mit Hilfe eines Steuergeräts (265, 306, 352) in einer Lenkeinheit (20), mit folgenden Schritten:
- Bereitstellung eines Referenz-Drehwinkelsensors (308) an einer Lenkwelle (200, 316, 356) der Lenkeinheit (20),
- Beaufschlagen der Lenkwelle (200, 316, 356) mit einem erzeugten Kalib- rier-Drehwinkel und Erfassen entsprechender Drehwinkelsignale durch den Lenkwinkelsensor (312, 358) und den Referenz-Drehwinkelsensor (308),
- Vergleichen der jeweils gemessenen Drehwinkelsignale von Lenkwinkelsensor (312, 358) und Referenz-Drehwinkelsensor (308), um wenigstens einen Kalibrierungswert für den Lenkwinkelsensor (312, 358) zu berechnen, der abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der wenigstens eine Kalibrierungswert in dem Steuergerät (265, 306, 352) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Sensoranordnung einen Lenkwinkelsensor (312, 358) und einen Drehmomentsensor (210, 314, 359) umfasst, wobei mit dem Verfahren sowohl der Lenkwinkelsensor (312, 358) als auch der Drehmomentsensor (210, 314, 359) kalibriert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der wenigstens eine Kalibrierungswert in einem Speicher (360) im Steuergerät (265, 306, 352) gespeichert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der wenigstens eine Kalibrierungswert in einem Speicher (370, 372) in der Sensoranordnung gespeichert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Drehwinkel von einem Motor (270) der Lenkeinheit (20) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem magnetische Sensoren verwendet werden.
Vorrichtung zur Kalibrierung einer Sensoranordnung, die einen Lenkwinkelsensor (312, 358) umfasst, einer Lenkeinheit (20) mit
- einem Steuergerät (265, 306, 352),
- einem Referenz-Drehwinkelsensors (308) an der Lenkwelle (200, 316, 356),
- einer Einrichtung zum Beaufschlagen der Lenkwelle (200, 316, 356) mit einem erzeugten Kalibrier-Drehwinkel und Erfassen entsprechender Drehwinkelsignale durch den Lenkwinkelsensor (312, 358) und den Referenz- Drehwinkelsensor (308), und einer Einrichtung zum Vergleichen der jeweils gemessenen Drehwinkelsignale von Lenkwinkelsensor (312, 358) und Referenz-Drehwinkelsensor (308) in dem Steuergerät (265, 306, 352) zum Berechnen wenigstens eines Kalibrierungswerts für den Lenkwinkelsensor (312, 358).
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei dem als Einrichtung zum Vergleichen der jeweils gemessenen Drehwinkelsignale von Lenkwinkelsensor (312, 358) und Referenz-Drehwinkelsensor (308) in dem Steuergerät (265, 306, 352) zum Berechnen wenigstens eines Kalibrierungswerts für den Lenkwinkelsensor (312, 358) das Steuergerät (265, 306, 352) dient.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104457672B (zh) * 2014-11-14 2017-03-22 武汉航空仪表有限责任公司 一种角规夹具的调试方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007028481A1 (de) 2007-06-21 2008-12-24 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2605548B2 (ja) * 1992-05-27 1997-04-30 住友金属工業株式会社 パワータイト機のトルク検定方法
DE10034135C1 (de) * 2000-07-13 2001-10-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur präzisen Ermittlung des Drehmomentes einer fahrerbetätigten Lenkhandhabe in einem Fahrzeug mit elektrischer Fahrzeuglenkung
DE10041096A1 (de) * 2000-08-22 2002-03-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Korrektur von Winkelmessungen mittels wenigstens zweier Codespuren
FR2848173B1 (fr) * 2002-12-06 2005-09-30 Soc Mecanique Irigny Procede d'etablissement, dans un systeme de direction assistee electrique pour vehicule automobile, de la consigne du couple d'assistance et systeme de direction assistee ele ctrique pour la mise en oeuvre de ce procede
DE202006007689U1 (de) * 2006-05-13 2007-09-20 Dr.Staiger, Mohilo + Co Gmbh Drehmomentsensor
DE102007040106B4 (de) * 2007-08-24 2017-12-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kalibriereinrichtung sowie Verfahren zur Kalibrierung
EP2325612B1 (de) * 2009-11-13 2016-01-27 SICK Sensors Ltd. Verfahren zur Kalibrierung eines Drehwinkelsensors mit einem Laser Gyroskop
DE102010029056A1 (de) * 2010-05-18 2011-11-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Drehmomentsensors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007028481A1 (de) 2007-06-21 2008-12-24 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung

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